Proevenbavo
Ruim vijftig schoolproeven, veelal scheikundig getint, deels zonder illustraties.
De letters A, B,... verwijzen naar de kerndoelen basisvorming NASK.
Markeer de tekst met CTRL A en bewaar de tekst op diskette via een klik op de rechtermuisknop.
Inleiding
Het is de bedoeling dat natuur-/scheikunde in de basisvorming zo praktisch mogelijk wordt gegeven. Leerlingen verwerven kennis en vaardigheden door proeven te doen en door initiatieven te ontplooien.
De proeven in deze instructie geven daartoe een aanzet. De proeven zijn chemisch getint.
Veiligheid
Neem de gebruikelijke veiligheidsvoorschriften in acht. Voer proeven zonodig uit in de zuurkast. Draag beschermende kleding en een (veiligheids)bril. Eet, drink en rook niet tijdens het uitvoeren van proeven.
Was na afloop van de practica altijd de handen.
Milieu
Wees zuinig met de chemicaliën en de apparatuur. 'Huishoudchemicaliën', zoals keukenzout, chloorbleekloog, zeep, suiker en dergelijke mogen -met ruim water- door de gootsteen worden gespoeld. Let voor verwijdering van het overige klein chemisch afval op de opschriften op de containers.
Indeling
De proeven zijn gerangschikt naar de volgorde van de domeinen en de kerndoelen. Sommige proeven zijn voor gebruik bij meerdere kerndoelen geschikt. Dit geldt met name voor de kerndoelen uit domein A. Vaardigheden.
De meest recente formulering van de kendoelen is te vinden op de website van het Ministerie van OCW.
Examenprogramma's en kerndoelen VMBO vind je bij de SLO Klik op voorgezet onderwijs, projecten.
Inhoud
Domein A Vaardigheden
A1 CO2- lift.
A2 Rubriceren
A3 Smelten van ijs
Domein B Stoffen en materialen in huis
B1 Koudmakend mengsel
B2 De gekleurde fles.
B3 Papierchromatografie
B4 Destillatie
B5 Aluminium met een soda-oplossing
B6 Spektakel met chloor
B7 Chloor als bleekmiddel
B8 Aardgas en chloor
B9 Chloor met acetyleen
B10 Ontledingsreacties
B11 Thermolyse van suiker
B12 Suiker en zwavelzuur
B13 Thermolyse van eiwit
B14 Thermolyse van plastic
B15 wol en katoen met zwavelzuur
B16 thermolyse van hout
B17 kraken van paraffineolie
B18 citroenschrijven
B19 kunstmest en gootsteenontstopper
C1 elektrochemische cel
D1 geflambeerd geld
D2 ijzer met zuurstof
D3 verbranding van zwavel
D4 papieren ketel
D5 flitsend proefje
D6 CO2 uit adem
D7 CO2 uit verbrandingsgassen
D8 methaanbellen
D9 schuimvlammen
D10 suiker in as
D11 aanmaakblokjes
D12 vlam in de pan
D13 stofexplosie
H1 Lithium en natrium met water
H2 Magnesium met water
H3 calcium met water
H4 experiment met koper
H5 geurproef
H6 verdunningen
H7 fopproef
H8 proeven met CO2
H9 koperkringloop
H10 van stuivers naar kwartjes
H11 brandend magnesiumlint
H12 metaalpoederkleuren
H13 alternatieve Kipp
H14kalkwaterbereiding
H15 ethanol met KMnO4
H16 magnesium met lachgas
Thermietreactie
De thermietreactie is geen bavo-leerlingenproef, wel een spectaculaire afsluiter of starter. Deze reactie vindt zijn toepassing in de thermische lans: openen van brandkasten.
Houdt afstand! Voer de proef buiten uit.
Uitvoering
Leg onderin een aarden bloempot, doorsnede ca 12 cm, een papiertje om het gaatje af te dekken.
Doe een mengsel van 8 gram aluminiumpoeder en 25 gram ijzer(III)oxide in de bloempot.
Maak in het mengsel een kuiltje en doe daar ca 12 gram gepoederd kaliumpermanganaat in.
Bevestig de bloempot met inhoud met een ring aan een statief.
Zet onder de bloempot een schaal met vochtig zand.
Maak voorzichtig een kuiltje in het kaliumpermanganaat en schenk uit een bekerglas voorzichtig 4 milliliter glycerol op het kaliumpermanganaat. Glycerol is erg visceus. Het schenken gaat traag.
Ga drie meter weg van de bloempot. Houd afstand.
Na ca anderhalve minuut komt de reactie op gang.
Glycerol en kaliumpermanganaat vormen de 'lont' voor de reactie tussen aluminium en ijzer(III)oxide. Er ontstaat aluminiumoxide en ijzer.
Doe in een bekerglas van 1 liter 800 ml. water. Voeg achtereenvolgens toe een grote schep natriumwaterstofcarbonaat, 20 rozijnen en als laatste en scheut (keuken)azijn. Niet roeren.
Maak een lijst met waarnemingen. Probeer tenminste tien waarnemingen te formuleren.
Probeer na deze (demonstratie)proef leerlingen een verklaring te ontlokken. Nodig is dit niet.
Toelichting: De proef lukt ook met bakpoeder in plaats van natriumwaterstofcarbonaat (NaHCO3). Aanwezige bloem zorgt wel voor troebeling van de oplossing.
Rubriceren
In een aantal stopflessen zijn diverse stoffen aanwezig.
Bijvoorbeeld een stukje krijt, een draad, waspoeder, slaolie, lucht, enz.
Deze stoffen kunnen op verschillende manieren worden gerubriceerd, zo is een indeling mogelijk naar vorm, aggregatietoestand, brandbaarheid, oplosbaarheid in water of in benzine, geur, enz.
Denk bij het uitvoeren van deze proef na over de volgende vragen:
- welke indeling heeft je voorkeur?
- welke andere indelingen zijn nog mogelijk?
- welk vervolg kun je tijdens de les aan deze proef geven?
Smelten van ijs
Water en ijs in een geïsoleerd bakje hebben beide na enige tijd een temperatuur van 0°C. In dat geval is er een evenwichtstoestand. De massa van de vaste fase en de vloeibare fase verandert niet. Zolang ijs smelt, wordt er energie van het water aan het ijs overgedragen. Dit is alleen mogelijk als de temperatuur van het water hoger is dan 0°C. In schoolboeken wordt echter vaak aangenomen dat de temperatuur van het water tijdens het smelten 0°C is. Het volgende experiment laat zien dat de werkelijke situatie anders is.
Uitvoering van de proef:
Benodigdheden: bekerglas 500 ml, stopwatch (horloge), thermometer, driepoot, roerder, gasbrander, ijs, water.
- Bouw de opstelling (bekerglas met ijs/water op driepoot).
- Doe in een bekerglas ? 400 g ijs/water mengsel.
- Roer voortdurend en verwarm met een zo klein mogelijke gasvlam.
- Lees de temperatuur van het water elke 2 min. af. Kijk ook wanneer je duidelijk minder ijs aanwezig ziet.
- Lees de temperatuur af wanneer het ijs volledig gesmolten is.
- Zet de resultaten uit in een grafiek. (temperatuur tegen de tijd).
Toelichting:
Indien er thermometers op de school aanwezig zijn, die nauwkeurig genoeg zijn (0.2 schaalverdeling), kunnen de leerlingen deze proef zelf uit voeren. Ze moeten de thermometer nauwkeurig aflezen en ze leren een grafiek uitzetten. De leerlingen kunnen met elkaar de resultaten vergelijken. Deze proef past bij de theorie over fasenovergang en warmteleer. De proef duurt ongeveer 20 min., maar met minder ijs kun je er een kortere proef van maken.
Domein B Stoffen en materialen in huis
Subdomein: Gebruik van water
Toelichting
Het gaat hier vooral op
scheidingsmethoden. Deze komen in leerplannen scheikunde uitgebreid aan de
orde. Het vinden van voorbeelden van scheidingsmethoden in de dagelijkse
praktijk is dan ook niet zo moeilijk. Uitbreiding ligt voor de hand (in verband
met de exameneisen). Let wel het niveau van behandeling van de kerndoelen ligt
niet vast. U kunt zelf uitstapjes maken.
Destillatie: olieraffinage, maar ook de condens van het water voor de thee tegen het keukenraam.
Filtratie: koffiezetten met behulp van een snelfilter (ook extractie). Reiniging zwembadwater m.b.v. actieve kool.
Extractie: koffie en thee zetten.
Centrifugeren: het scheiden van waswater en wasgoed.
Adsorptie: geurvreters in schoenen, filters in de wasemkap, norittabletten in de maag en darmen (giet ter illustratie maar eens rode wijn over turfmolm). Actieve kool in waterzuivering.
Chromatografie: het groter worden van wijnvlekken in kleding als je probeert ze eruit te wassen. Hang ook eens stroken filterpapier met één eind in groente- en fruitsappen en maak op deze manier fraaie kunstwerken. Droog de stroken en hang ze vervolgens opnieuw met een eind in een vers sapje.
Sublimatie: ijsafzetting in het vriesvak van de koelkast. Sublimatie is geen eenduidige term. Soms: vervluchtigen + rijpen (van vast naar gas en terug), soms ook alleen rijpen (van gas naar vast)..
Waterleidingbedrijven stellen uitgebreid documentatiemateriaal beschikbaar. Excursies zijn mogelijk. Laat leerlingen een en ander zelf regelen.
Scheidingsmethoden geven inzicht in het
feit dat stoffen mengsels of zuivere verbindingen kunnen zijn, daarnaast kunnen
deze methoden de praktische handvaardigheid van leerlingen verhogen.
koudmakend mengsel
Doe in elk van twee bekerglazen van 250 ml., die met ijs gevuld zijn, een plastic zakje met 5 ml. water. Doe ook enkele ijsklontjes over de zakjes. Schud nu met gulle hand in het ene bekerglas keukenzout (NaCl).
Haal na en paar minuten de zakjes met water/ijs weer te voorschijn. Meet eventueel de temperatuur in de beide bekerglazen.
Deze proef past ook bij domein A. Leg de nadruk op waarnemen. geef leerlingen de vrije gedachte om met verklaringen te komen.
Tijdens gladheid wordt steeds vaker met pekelwater gesproeid in plaats van met zout gestrooid. Wie geeft een verklaring?
Breng in een rondbodemkolf van 100 ml 5 ml water aan de kook. Zet de rondbodemkolf op een driepoot met een gaasje. Niet laten droogkoken! Sluit de kolf af met een ballon en laat de kolf afkoelen. Geleid de ballon naar binnen. Oefen zonodig met de koude kolf hoe je effectief de ballon aanbrengt.
Met deze proef laat je o.a. zien dat een gas een groter volume inneemt dan een dan eenzelfde massa vloeistof. In een gas zitten deeltjes blijkbaar verder van elkaar dan in een vloeistof.
Een variant op deze proef.
Spoel een fles om met heet water, zo heet mogelijk. Houd de fles daarna met de opening in een bak met koud water. Dit lukt ook met een leeg frisdrankblikje. Duw het met stoomgevulde blikje met de opening tegen een stevige ondergrond, zodat geen lucht of water binnenkomt. Het blikje wordt door de buitdendruk platgedrukt.
Knip een aantal stroken filterpapier van ca. 2 x 10 cm. Breng op 1,5 cm. van de onderkant van een strook een vlek aan van een viltstift op waterbasis.
Zet een strook in een erlenmeyer van 100 ml, waarvan de bodem juist met water bedekt is.
Zorg ervoor dat de vlek niet ondergedompeld wordt. Maak kleine vlekken.
Herhaal de proef met watervaste viltstiften.
Wees zuinig met elutiemiddelen, deze oplosmiddelen in de afvalvaten: niet in de gootsteen. Een ingeknipt koffiefilter kan ook uitstekend als dragermateriaal worden gebruikt.
Variatie: Maak een vlek middenin een filter en druppel voorzichtig een loopvloeistof (water, alcohol, aceton,..) op de vlek.
Bouw een destillatie-opstelling en destilleer 20 ml. rode wijn. Denk om de kooksteentjes. Vang ongeveer 15 ml. destillaat op en voeg daaraan zoveel kaliumcarbonaat toe totdat lagenscheiding optreedt. Pipetteer de bovenste laag af met een pasteurpipet en spuit een deel hiervan door een vlam.
In plaats van wijn kan ook inkt gebruikt worden, het tweede deel van de proef vervalt dan.
Toelichting: Het resultaat van de destillatie van rode wijn is een heldere, kleurloze vloeistof (het destillaat). Het lijkt alsof de stof gezuiverd is. Dit is niet het geval. Water en ethanol vormen samen een azeotropisch mengsel, dat wil zeggen dat bij een bepaalde mengverhouding het kookpunt lager is dan van elk van de zuivere componenten. Bij ethanol-water ligt dat bij 96% ethanol.
Absolute alcohol (ethanol 100%) wordt verkregen door aan 96% ethanol een hoeveelheid benzeen toe te voegen, het mengsel benzeen-water heeft een lager kookpunt dan 96% ethanol. Bij destillatie van benzeen-ethanol-water ontwijkt eerst een water-benzeenmengsel, als dat op is komt 100% ethanol.
Hoewel het verleidelijk kan zijn om met behulp van ethanol uit de chemicaliënkast longdrinks te maken moet dit ten zeerste worden afgeraden. Twee redenen: ten eerste smaakt cola, up of welke drank dan ook, aangelengd met pure alcohol niet lekker en ten tweede bestaat het gevaar dat de gebruikte alcohol nog resten benzeen bevat. Benzeen is kankerverwekkend.
De lagenscheiding treedt op doordat de watermolekulen zich om de carbonaat-ionen groeperen (de ion-dipoolinteractie is sterker dan de dipool-dipoolinteractie, simplistisch voorgesteld). Deze toelichting kan voor leerlingen achterwege blijven.
Subdomein: Reinigingsmiddelen en cosmetica
B5 Aluminium met een soda-oplossing
Los in een bekerglas in ca 15 ml. water een schepje huishoud-
soda op en voeg een strookje 5 x 5 cm huishoudaluminiumfolie toe. Als je veel aluminiunfolie toevoegt, blijft folie achter.
Verwarm het geheel voorzichtig.
Noteer de waarnemingen
Toelichting:
Deze proef sluit aan bij de het bekende gegeven dat aluminium pannen niet schoon gemaakt mogen worden met een soda (Na2CO3) oplossing.
Kampeerders krijgen hiermee soms te maken. Door de dunne bodem van de aluminium pan bakt voedsel sneller aan dan in een pan die thuis gebruikt wordt. Het schoonmaken is dan een groot probleem.
De volgende reacties spelen een rol:
Na2CO3 lost op. De oplossing reageert basisch.
CO32- (aq) + H2O(l) »» HCO3-(aq) + OH-(aq)
Het oxidelaagje lost op
Al2O3(s) + 60H-(aq) »»»» 2Al033- .3H2O(aq) amfoteer hydroxide
Het aluminium wordt opgelost
2Al(s) + 120H-(aq) »»» 2Al033- .3H2O(aq)+
3H2(g)
B6 Spektakel met chloor WEES VOORZICHTIG
Chloor met ijzer: rook.
Doe in een bekerglas van 300 ml ongeveer 15 ml geconcentreerd zoutzuur.
Voeg ca. 15 ml glorix of een ander merk chloorbleekloog toe. Het bekerglas vult zich nu met geel-groene chloorgas.
Sluit het losjes af met een passend horlogeglas. Bevestig een pluk staalwol of pannespons aan een bloemendraad. Steek de staalwol aan en houd het vervolgens in het chloorgas. Sluit het bekerglas opnieuw losjes af.
Toelichting:
Brandend staalwol reageert heftig met chloor. Roodbruine 'wolken' ijzer (III) chloride sublimeren in de lucht.
Reacties:
ClO-(aq)
+ 2H+(aq) + Cl-(aq)
»»» Cl2(g) + H2O(l)
3Cl2(g)
+ 2Fe(s) »»» 2FeCl3(s)
Het is zaak snel te werken. Als het staalwol niet meer gloeit is er een oxidelaagje ontstaan en treedt er geen chloorijzerbrand op.
Kleur een filtreerpapiertje met stiften en hang dit vervolgens in een kolfje met chloorgas.
Bleek een stukje katoen, of een
bloem(blad) in chloorgas.
Met de volgende proef is de 'verbranding' van aardgas met chloor te illustreren.
Voor de uitvoering van de proef zijn nodig: een glazen cilinder, een gebogen glazen buis die tot onderin de cilinder reikt, een slangenklem waarmee de aardgasstroom geregeld kan worden.
Steek het gas aan aan het vernauwde eind van de glasbuis. Regel de gasstroom zodat het gelige vlammetje ca twee centimeter hoog is.
Laat de buis voorzichtig in de met chloor gevulde cilinder zakken. Houd een vochtig indicatorpapiertje boven de cilinder. Dit is nep. Je voegt zoutzuur toe!
Waarneming: het vlammetje brandt tot wel 10 centimeter boven de gasuitlaat.
Zie NVON-Maandblad, april 1988, pag. 85
B9 Chloor met acetyleen: explosie
Doe in een polypropeen bekerglas van 250 ml ca. 10 ml 4M HCl. Voeg nu met een pincet een stukje carbid toe ter grootte van een erwt. Er is duidelijk gasontwikkeling waarneembaar. Bedek het bekerglas met een schijf karton en wacht even. Het bekerglas vult zich met acetyleen. Voeg vanuit een pasteurpipet enkele ml glorix toe. Haal daartoe het karton weg en knijp de pasteurpipet in één keer leeg. Bij de juiste uitvoering gaat de reactie gepaard met een enorme knal. Het gasmengsel reageert explosief. Wees dus uiterst voorzichtig. Voer de reactie in de zuurkast uit. Sluit het bekerglas na afloop van de proef niet opnieuw af. Spoel de restanten weg.
Alternatief: Bereid eerst het chloorgas en pas daarna het acetyleen. Het chloorgas is zwaarder dan lucht en blijft in het bekerglas hangen.
Na toevoeging van een brokje carbid komt het komt het acetyleen bij het vloeistofoppervlak in aanraking met het chloorgas, daar reageert het onder vuurverschijnselen.
Dit gaat heel rustig, er komt geen lucht (zuurstof) aan te pas.
Chloor en acetyleen (ethyn) reageren bij
kamertemperatuur spontaan met elkaar onder vuurverschijnselen. Het acetyleen
luchtmengsel zorgt voor en spectaculaire knal. Uit calciumcarbide ontstaat met
water acetyleen en glorix is de bron van chloor.
Toelichting:
Reacties:
CaC2(s) + 2H2O(l) »» Ca(OH)2(aq) + C2H2(g)
carbid met water levert ethyn
ClO-(aq) + Cl-(aq) + 2H+ (aq) »» Cl2(g) + H2O(l)
glorix met zoutzuur levert chloorgas
C2H2(g) + Cl2(g) »» HCl(g) + C(s) + gechloreerde alkanen en alkenen
2C2H2(g) + 5O2(g)
»» 4CO2(g) + 2H2O(g)
Dit is geen leerlingenproef. Ontmoedig de leerlingen om dit experiment thuis te herhalen. Gebaseerd op een proef uit Chem- 13 News, maart 1984 p. 7.
NVON-Maandblad oktober 1987 p. 410-411
De reactiviteit van chloor is op verschillende manieren te illustreren. Het blijft daarbij zaak de nodige veiligheids-voorzieningen in acht te nemen.
Subdomein: Gebruik van materialen en produkten
Ontledingsreacties kunnen duidelijk maken dat materie uit verschillende stoffen opgebouwd kan zijn. Sommige reacties geven aan dat het uiterlijk van een voorwerp niet altijd iets zegt over de samenstelling ervan. Heel verschillende stoffen kunnen toch dezelfde basisstoffen bevatten. Ontledingsreacties geven op deze manier een aanzet tot de introductie van elementen. Suiker wordt dan bijvoorbeeld (C.H.O.). Immers bij ontleding ontstaat water (H.O) en roet (C), beide stoffen zijn bij leerlingen bekend. Zie ook domein H: Bouw van de materie.
Probeer ook eens andere huishoudchemicaliën als maïzena, bloem, melkpoeder, enz. Door de 'ingewikkelde' samenstelling van deze stoffen is de uitslag van de proef niet steeds eenduidig.
Verhit in een reageerbuis een schep suiker. Door thermolyse (= pyrolyse = ontleding o.i.v. warmte) ontstaan brandbare gassen en water.
Zwarte polymeerachtige verbindingen blijven achter. Steek de ontwijkende gassen (o.a. CO) aan. Let op condens aan buiseind. Ruik de caramel.
Voer de proef ook eens uit met hout(splinters).
Giet over een houtsplinter in een reageerbuis 1 ml. geconcentreerd zwavelzuur. Hout bevat o.a. cellulose (= polysuikers).
Giet over een schep vochtige suiker in een reageerbuis 1 ml. gec. zwavelzuur.
Bij gebruik van droge suiker is het 'schuimeffect' minder. Probeer ook eens glucose (dextrose, druivesuiker).
Droge verhitting van een verbinding levert vaak produkten die leerlingen wel kennen. Pyrolyse van eiwit levert een aanknopingspunt voor de introductie van elementen en verbindingen. De aanwezigheid van zure of basische produkten in de damp kan worden aangetoond met bijv. bevochtigd indicator-papier. De aanwezigheid van zwavelwaterstofgas (H2S) kan worden aangetoond met behulp van een bevochtigd lood(II)acetaatpapiertje, er ontstaat zwart lood(II)sulfide: PbS. De aanwezigheid van de elementen waterstof en zuurstof in verbinding blijkt veelal uit de vorming van condenswater op de binnenwand van de reageerbuis, vlakbij de opening van de buis, vooropgesteld dat de pyrolyse in een reageerbuis wordt uitgevoerd. De aanwezigheid van koolstof in de verbindingen blijkt meestal uit het achterblijven van een verkoolde rest in de reageerbuis.
Uitvoering:
Breng een weinig watervrije eiwit in de reageerbuis en verwarm de buis + inhoud in een vlam. Noteer de waargenomen verschijnselen en toon eventueel ontwijkende gassen op een adequate wijze aan.
Voer de proef uit met gedroogde eiwit en haar (of wol).
In de zuurkast.
Verbrand vier verschillende stukjes plastic, beschrijf de proefuitvoering. Waar let je op, wat zijn je waarnemingen?
Welke theoretische beschouwing kun je tijdens de les aan deze proef vastknopen, welke vragen zou je aan de leerlingen stellen?
Giet over een stukje katoen in een reageerbuis 1 ml. geconcentreerd zwavelzuur. Herhaal de proef met een stukje wol. Katoen is een celluloseverbinding, wol is een polypeptide (= polymeer van aminozuren, een eiwit).
Voorzie een reageerbuis van een doorboorde stop met een glasbuis. Doe enkele houtsplinters in de buis en verhit deze zeer krachtig. Ontsteek de ontwijkende gassen. Dit is de pyrolyse van hout, er ontstaat zogenaamd houtgas dat in tijden van energieschaarste wel als brandstof voor automotoren gebruikt werd (tweede wereldoorlog).
*NB. Pyrolyse = thermische ontleding en Verbrandings = reactie met zuurstof.
Toelichting
Theoretische achtergrond
C6H12O6(s) + H2SO4(l) »» 6C(s) + H2SO4.xH2O(l)
Uit het onderzoek blijkt dat er meer aan de hand is dan deze reactievergelijking doet vermoeden.
Bij de dehydratatie van suiker ontstaat een zwart schuimachtig residu. Dit schuimen wordt veroorzaakt door het ontsnappen van stoom, het stoom ontsnapt ondanks de aanwezigheid van geconcentreerd zwavelzuur, dit komt door de hoge temperatuur van het reactiemengsel.
Het water dat als gas vrijkomt veroorzaakt het schuimen. Als afgezien wordt van het vrijkomende water bestaat meer dan de helft van het ontwijkende gas uit koolstofmono-oxide.
In verband met het vrijkomen van koolmono-oxide is het niet verstandig de reactieproducten te ruiken.
Kraak paraffine-olie. De opstelling: een druppeltrechter verbonden met een bijna horizontale gasbuis. In de glasbuis een propje staalwol. Aan het andere eind van de glasbuis een slang en pasteurpipet.
Druppel de olie langzaam toe vanuit de
druppeltrechter. De olie stroomt traag over de staalwol. Verhit de staalwol
krachtig. Wacht tot er gassen uit de glasbuis ontwijken en leid ze door
broom-water. Verwijder broom water en steek vervolgens de ontwijkende gassen
aan. Let op, bij het te vroeg ontsteken bestaat er gevaar voor het naar binnen
slaan van de vlam, met alle (welk?) gevolgen vandien.
De proefuitvoering is niet eenvoudig. De
verbindingsslangen vatten gemakkelijk vlam. In de glasbuis (of het
chloorcalciumbuisje) ontstaat door de sterke verhitting na enige tijd een gat.
De paraffine verstopt soms de buis. Deze proef is voor gevorderden, of als vervolmakingsexperiment
geschikt.
N.B. broomwater 'ontkleurt' altijd bij doorleiden van gas. Het broom wordt uit het water geblazen.
Pers een citroen uit, of gebruik het sap uit een flesje met citroensap (supermarkt of kruidenier). Schrijf met het sap op een A-4 papier. Laat het sap aan de lucht drogen, of droog het met een föhn of haardroger. Verhit het vel vervolgens voorzichtig boven een vlam. Het citroenzuur ontleedt, er ontstaat een zwarting.
Citroenzuur speelt een belangrijke rol in de zogenaamde citroenzuurcyclus.
Deze cyclus, die ook wel Krebs-cyclus genoemd wordt naar de onderzoeker die deze voor het eerst beschreven heeft, geeft aan hoe koolhydraten (zetmeel, suikers) in het lichaam worden afgebroken tot water en koolstofdioxide, onder afgifte van energie. Aan de hand van de formule zijn enige ontledingsproducten eenvoudig te voorspellen.
B19 Kunstmest met gootsteenontstopper,
Doe in een reageerbuis een spatelpunt plantenmest (pokon) en een spatelpunt gootsteenontstopper. Doe er vervolgens enkele druppels water bij.
Ruik voorzichtig. (Kies een kunstmest met NH4NO3).
Deze proef sluit aan bij de voorkennis van leerlingen.
Boeren maken in het voorjaar de gierkelder leeg en verspreiden de gier over het land. De NH3 is duidelijk te ruiken. De ammonia die op deze manier op het land komt wordt deels door de planten opgenomen en deels geoxideerd door (lucht) zuurstof tot nitrieten en nitraten. Het eveneens ontstane salperig- en salpeterzuur dragen bij tot de verzuring van de bodem (naast de al bekende zure regen). Ammonia is uiteraard ook bekend van de huishoudammonia, een schoonmaak middel speciaal voor het ontvetten.
Domein C:
Elektrische energie in huis
Bedek de binnenkant van een bekerglas van 250 ml. met aluminiumfolie. Vul het bekerglas voor ruim de helft met een verzadigde keukenzoutoplossing.
Sluit een closetrol aan een kant af met een stop (kurk).
Plaats een koper-elektrode (koperen buis) in de closetrol en vul de rol met een 10% CuSO4-oplossing. Zet de rol vast in het bekerglas m.b.v. een klem. Verbind de koperelektrode via een voltmeter met het aluminiumfolie.
Toelichting:
De closetrol fungeert als zoutbrug. Om te voorkomen dat de rol uiteen valt (de lijm is oplosbaar in water) is het raadzaam elastiekjes om de uiteinden aan te brengen. Onbelast is het spanningsverschil ca. 0.9V. Als twee cellen in serie worden geplaatst is het mogelijk een (fiets)lampje (6V, O,05A) enige tijd te laten branden. De spanning van deze 'dubbele' cel zakt dan terug van 1,8V naar 1,5V, voldoende om een kleine elektromotor aan te drijven. Na enige tijd ontstaat er een koper-neerslag en lost het aluminiumfolie op. De chloride-ionen verstoren de zogenaamde anodische polarisatie en helpen op deze manier mee om de oxide-laag op het aluminium op te lossen.
Domein D Verbranden en verwarmen
Sommige mensen kunnen niet met geld
omgaan. Als ze iets mooi zien, moeten ze het kopen. Het geld brandt hen in de
zak. Papiergeld is gemakkelijk aan te steken zonder dat het verbrandt. Doop een
bankbiljet in wodka, whisky of kirsch. Het alcoholgehalte moet in de buurt
liggen van de 50%.
Op flessen 'vuurwater' staat soms 100% proof.
Dat komt overeen met ca. 50% ethanol. Het betekent -in
koiboifilms- dat de drank geschikt is om buskruit mee te laten
ontbranden.
Houd het doorweekte biljet met een knijper vast en steek het aan. De alcohol ontvlamt en als het vuur dooft is het biljet bijna weer droog.
Toelichting:
Papier(geld) brandt pas als de temperatuur hoog genoeg wordt. Het water uit de wodka houdt de temperatuur van het papier laag. Door de warmte van de vlam verdampt het water. Als al het water verdampt is, is ook de alcohol op. Deze proef lukt ook met andere 50/50 alcohol-watermengsels (bijvoorbeeld 1-propanol, 2-propanol).
D2 Verbranding van ijzer in zuivere zuurstof
Vul een stopfles van 10 liter, waarvan de bodem met zand is bedekt, vanuit een cilinder met zuurstof. Spoel de fles goed door met het gas. Doe aan een bloemendraad een stukje staalwol (pannespons), ontsteek het en houd het dan in de met zuurstof gevulde fles.
Toelichting:
Het staalwol verbrandt met fraaie vuurverschijnselen.
Soms is aan de binnenkant van de fles een neerslag van rood ijzeroxide, Fe2O3 zichtbaar. Het andere oxide dat gevormd wordt is ijzerhamerslag, Fe3O4.
Ontsteek op een lepel een kleine hoeveelheid zwavelbloem. Houd de brandende zwavel in een erlenmeyer van 300 ml, waarin zich 15 ml water bevindt.
Vouw uit een vel A-4 papier, of een bladzijde van een glossy tijdschrift, een bakje. Vul het bakje met water en zet het op een driepoot met gaasje. Breng het water m.b.v. een bunsenbrander aan de kook. Maak thee.
Natrium- en kaliumnitraat ontleden bij verhitting. Eén van de ontledingsproducten is zuurstof. Deze zuurstof kan worden gebruikt om zwavel mee te verbranden. De werkwijze is als volgt:
Doe in een reageerbuis een spatelpunt kalium- of natriumnitraat. Gebruik vooral niet teveel, een beetje is al voldoende. Verhit het zout tot het smelt. Verhit de ontstane vloeistof nog even, soms zijn kleine bellen waarneembaar. Haal de buis uit de vlam en voeg met behulp van een spatel of lepel een beetje zwavelbloem toe aan de hete inhoud. Het zwavel verbrandt met een felle steekvlam en een licht plofje.
Gebruik geen ammoniumnitraat, dit zout ontleedt explosief bij verhitting.
Blaas met behulp van een pasteurpipet door enkele ml kalkwater.
Met behulp van een wasflesje is het ook
mogelijk lucht door het kalkwater te zuigen, er treedt dan geen troebeling op.
Het percentage CO2 in de lucht is te laag voor een direct
waarneembare reactie. Blazen door het andere pijpje van het wasflesje heeft wel
direct resultaat.
Leid (zuig) verbrandingsgassen van aardgas, een kaars of 'aanstekergas' door kalkwater m.b.v. getekende opstelling. Trechter verbonden met wasfles, aangesloten op waterstraalpomp. Houd de vlam niet te dicht bij de trechter, aangezien deze bij verhitting gemakkelijk knapt.
Bevestig met behulp van een slang een trechtertje aan de gaskraan en blaas voorzichtig door een zeepoplossing. Zorg dat de gasbellen van de trechter loslaten. Aardgas is 'lichter' dan lucht. De bellen st?gen op. Steek de gasbellen aan voordat ze het plafond bereikt hebben. Een lastige proef.
Toelichting:
Doe deze proef niet met gas afkomstig uit het gasfornuis of een ander gastoestel. Het gas uit gastoestellen is namelijk met lucht gemengd voordat het de branderkop bereikt. Dergelijke gasbellen kunnen explosief ontbranden !!!. Het is soms lastig de juiste trechterdiameter te vinden voor het fabriceren van mooie bellen. Blijf proberen, het resultaat loont de moeite. Let er op dat er een brandblusser in de buurt is.
Blaas zeepschuim met aardgas uit de kraan en laat een leerling het schuim in natte handen nemen. Een klasgenoot kan dan de bellen aansteken.
WAARSCHUWING:
Pas op!! Je hebt in een keer warme handen.
Wrijf een suikerklontje door sigare- of sigarette-as en steek het daarna aan. De as schijnt ijzerdeeltjes te bevatten die als katalysator werken. Ik weet niet of dit juist is (elementair ijzer in as ?). Als je probeert een suikerklont aan te steken zonder dat er as aanwezig is, lukt dit niet, de klont smelt slechts. Steek eens een pepermunt aan.
Los 4 g calciumacetaat H2O op in 14 ml water en breng dit in een 150 ml bekerglas of een glazen potje. In een tweede bekerglas of potje wordt 100 ml ethanol gebracht.
Voeg de beide oplossingen samen (eventueel een paar maal heen en weer schenken) en er ontstaat een gelatineuze massa.
Steek de substantie aan.
Toelichting:
Een alternatief aanmaakblokje.
De aanmaakblokjes die je gebruikt bij het aansteken van de barbecue stinken duidelijk naar petroleum. Het blokje is in feite een reservoir van petroleum van waaruit een langzame en gecontroleerde verbranding mogelijk is.
Iets soortgelijks kun je zelf eenvoudig maken. In het volgende is alleen niet petroleum maar ethanol (alcohol) als brandstof genomen. Ethanol vormt met calciumacetaat een gel: een verschijningsvorm van materie die het midden houdt tussen een vaste stof en een vloeistof.
Een gel bestaat uit een netwerk van lange ketens (vaak polymeren) ondergedompeld in vloeistof. Beide componenten horen bij elkaar: de vloeistof zorgt ervoor dat het netwerk niet in elkaar klapt terwijl het netwerk ervoor zorgt dat de vloeistof niet wegloopt.
Als de gel wordt geplaatst in een aardewerk- of metalen schaaltje kan hij worden aangestoken en blijft dan lang branden: de ethanol verbrandt langzaam vanuit het reservoir. Een fraai effect wordt bereikt als de beide reagentia voor het samenvoegen worden gekleurd.
Het blussen van brandende olie met water is niet zonder gevaar. Dit is eenvoudig met de volgende proef te illustreren. Doe in een aluminium wegwerpbakje, of een aluminiumbakje van een waxinelichtje, een flinke scheut slaolie. Zet het bakje op een gaasje op een driepoot. Verhit de olie, eerst voorzichtig, later met een wat grotere vlam. De olie gaat walmen en ontbrandt na enige tijd. Spuit met een spuitfles water in de brandende olie. Druppels water zinken in de hete olie, ze verdampen en spetteren door de volume toename oliedruppeltjes in de vlam.
Een eenvoudige berekening laat zien dat het volume van het water met een factor van ongeveer 1700 groter wordt. Bij kamertemperatuur geldt bij benadering dat 1 mol. water (18 g) een volume heeft van 18 ml.
Het volume van 1 mol. gas bij 100?c is bij 1 bar (atm) ongeveer
22,4 x 373/273 = 30.600 ml. V/(gas)/ V(vloeistof) = 30.600 / 18 = 1700.
De steekvlam, die ontstaat na het toevoegen van water, gaat met veel lawaai gepaard. Voer deze proef uit in de zuurkast. Een schoner alternatief voor deze demonstratieproef is de volgende: doe in een aluminiumwegwerpbakje een flinke scheut (diëthyl) ether. Zet dit bakje in de zuurkast en steek de ether aan. Spuit vervolgens water in de brandende ether. Het effect is vergelijkbaar met de 'vlam in de pan'. Het lawaai ontbreekt bij deze proef. De etherbrand is schoner dan de olie-brand, geen roetende blauwe walm en geen oliespatten in de zuurkast. Blus dergelijke brandjes door de vuurhaard af te dekken met een deksel of met een vochtige doek.
Op een eenvoudige manier is op school een stofexplosie uit te voeren.
Benodigdheden:
Een stevige bus (ca. 5 liter) met een deksel - waxinelichtje - stevig kokertje met bodem en een kleine uitgang aan de zijkant (gemakkelijk te maken uit een closetrol) - rubberen slang - fijn poeder (melkpoeder).
Werkwijze:
Maak de opstelling die in de tekening is weergegeven. (In de wand van de bus, 2 cm boven de bodem, een gaatje maken, daar de slang doorsteken. In de bus, aan het eind van de slang een open kokertje/bakje bevestigen waarin de melkpoeder komt. Brandend waxinelichtje naast het bakje met poeder. Doe in het kokertje enkele theelepels melkpoeder. Steek het waxinelichtje aan en doe het deksel op de bus. Blaas door de rubber slang.
Resultaat:
Het deksel vliegt met een knal van de bus af en er is een steek vlam te zien.
Veiligheid:
Bij de uitvoering van deze proef is het zaak met een paar dingen rekening te houden. De rubber slang dient een zodanige lengte te hebben dat men niet al te dicht bij de bus staat. De leerlingen moeten ook enige afstand bewaren. Het deksel wordt met een behoorlijke kracht weggeslingerd en zou iemand kunnen raken. De proef kan waarschijnlijk het beste in de zuurkast worden uitgevoerd. Het is zeker een leuke proef om uit te voeren, en uitgevoerd als hierboven beschreven is er geen gevaar bij.
Conclusie:
De proef is simpel uit te voeren, heeft men eenmaal de bus geschikt gemaakt voor deze proef, dan is deze meerdere malen te gebruiken. De benodigdheden zijn altijd te verkrijgen en de leerlingen krijgen een goede indruk van een stofexplosie.
Domein H Bouw van de materie
Er wordt in de basisvorming voorgesteld om lang en intensief met omgeving en experiment bezig te zijn, alvorens met (atoom- en molekuul-) theorie te beginnen. Toch zal op een bepaald tijdstip theorie een rol moeten gaan spelen. Theorie moet zijn werkzame theorie.
De introductie ervan kan dan ook het beste
door verschijnselen ten tonele te voeren die alleen
maar verklaard kunnen worden door 'molecuulplaatjes'.
H1 Reactie van lithium, natrium met water.
Houd met een pincet een stukje lithium ter grootte van een kleine erwt onder water, onder een met water gevulde maatcilinder van 50 ml.
Herhaal dit experiment met natrium. Niet met kalium uitvoeren. Kaliumgebruik is op school niet toegestaan.
Let op het verschil in reactiviteit van deze metalen. Let ook op de warmte-ontwikkeling. Het is in theorie mogelijk m.b.t. een stopwatch de snelheid van de gasontwikkeling te meten. Dit lukt niet altijd.
H2 Reactie van magnesium met water.
Doe 2 cm magnesiumlint in een bekerglas met kokend water.
Voer de proef opnieuw uit, maar nu met een schepje magnesiumpoeder.
Test de oplossing met een pH-papiertje.
Schud de erlenmeyer nadat de zwavel uitgebrand is.
Voeg een zuur/base indicator aan de oplossing toe, of test de oplossing met universeel indicatorpapier.
Als H2, maar nu met calcium.
Toelichting
Deze proeven zijn (ook) opgenomen om de praktische vaardigheid van u te verhogen en om 'chemicaliënangst' weg te nemen.
Een stukje natrium of kalium in een bekerglas met water, om de reactiviteit van deze metalen te illustreren is een populaire proef.
Kalium reageert meestal met vuurverschijnselen (paarse vlam), natrium vaak niet. De reactie van natrium met water is daardoor wellicht gevaarlijker dan die van kalium met water. Bij de reactie van natrium kan het ontstane waterstofgas zich ophopen en na enige tijd alsnog ontbranden.
Zo'n ontbranding kan explosief zijn!! Kalium is niet toegestaan op school.
Voer de reactie van natrium met water steeds uit in een bekerglas dat bijna geheel met water gevuld is, zodat waterstofgas zich niet kan ophopen. Gebruik steeds een veiligheidsscherm of doe de proef in de zuurkast. Draag een bril!!
Kalium kun je ook laten reageren door het op een stukje ijs te leggen.
Ook dan reageert het onder vuurverschijnsel.
Reacties
De leerlingen zullen na het uitvoeren van deze proeven zeker 'reageren'.
Dit betekent nog niet dat ze dan de inhoud van het begrip reactie zullen begrijpen. Door na afloop van deze proeven de juiste vragen te stellen kun je het begrip reactie verduidelijken en laten zien dat reageren te maken heeft met het veranderen van stoffen, dat er zoiets bestaat als 'voor de reactie' en 'na de reactie'. Welke vragen zou je stellen?
H4 Experimenten met koper, zie H9
Koper is een metaal dat door z'n edelheid, geleidbaarheid en relatieve zachtheid ee belangrijke plaats inneemt in onze samenleving. We kunnen hierbij bijvoorbeeld denken aan gasleidingen- en elektriciteitsdraden en bierbrouwketels. Enkele leerlingen- en demonstratieproeven staan hierna beschreven.
De is een kringloop experiment, met deze proef is de 'onveranderlijkheid' van elementen aan te tonen (Wet van Dalton). Het element koper wordt met behulp van azijnzuur en waterstofperoxide opgelost en vervolgens door pyrolyse van de ontstane verbinding weer vrij gemaakt.
Sprenkel een geurstof op de verwarming, open een flesje parfum en laat de leerlingen de geurwaarneming in kaart brengen met behulp van een stopwatch. Er ontstaat een patroon met concentrische ringen rondom de geurbron, hoe verder weg hoe langer het duurt voor de geur wordt waargenomen.
Los een niet te klein kristal keukenzout op in water.
Laat eventueel de verdunningen proeven.
Los een kristal CuSO4.5H2O op. Vraag de leerlingen hun waarnemeningen nauwkeurig op te schrijven en maak verdunningen.
Los één korrel KMnO4 op in 10 ml water. Neem van deze oplossing 1 ml. en vul deze weer aan tot 10 ml. Herhaal deze procedure enige malen.
Na hoeveel maal verdunnen is de kleur van de oplossing niet meer waarneembaar?
Los een suikerklontje op in 10 ml. water. Neem hiervan 1 ml. en vul deze weer aan tot 10 ml. Na hoeveel maal verdunnen is de zoete smaak niet meer waarneembaar? Voorzichtig met laten proeven!!
en nu met een theelepel zout. Opmerking: proeven van oplossingen moet geen gewoonte worden. Misschien is het zelfs beter om het op school helemaal niet te doen. Geef deze proef dan als opdracht mee naar huis en laat de leerlingen de volgende les verslag uitbrengen.
Toelichting
Bij het verhaal dat rondom deze proeven verteld kan worden moeten we onderscheid maken tussen macroscopische verklarende beschouwingen (= eerst doe ik 'dat', dan moet er dus 'dat' en 'dat' gebeuren, want 'zus' en 'zo'), en moleculaire verhalen.
Macroscopisch is de intensiviteit van de geur, de sterkte, de concentratie van een gas in de lucht, of van een zout in oplossing.
De uitdrukkingen intensiviteit en sterkte zijn leerlingentaal en komen overeen met de exacte aanduiding concentratie die we op den duur in willen voeren. Deze proefjes kunnen als inleiding gebruikt worden, maar zijn niet voldoende om het begrip concentratie afdoende te verhelderen.
Enkele vragen naar aanleiding van het bovenstaande:
* waaraan zou je de sterkte van een oplossing kunnen waarnemen?
* welke aspecten spelen een rol bij het waarnemen van geursterkte?
* welk zout zou je kiezen om tijdens een les op te lossen?
* welke vragen moeten bij de leerlingen leven bij het experiment met de geurstof?
* welke vragen
zou je aan de leerlingen stellen?
Er wordt nog steeds niet over moleculen gesproken.
Leerlingen kunnen zelf niet op het bestaan van moleculen komen, de leraar/ lerares zal ze moeten introduceren. Dit is iets nieuws voor de leerlingen: moleculen zijn een (voorlopig) eindprodukt van een gedachtengang. Deze gedachtengang is te starten door je af te vragen: 'als ik dit voorwerp breek, en ik zou dit kunnen herhalen, telkens, 'nooit' ophoudend, zou er dan ooit een einde aan dat breken kunnen komen?' Dit is de eerste fase.
De tweede fase kenmerkt zich door de accoordverklaring. De leerlingen accepteren dat er heel kleine deeltjes bestaan, atomen en moleculen, maar ze kunnen zich nog nauwelijks een voorstelling maken van deze deeltjes.
Ze willen graag een zo concreet mogelijk beeld van een atoom en een molekuul. Een mini-zonnestelsel, elektronen als planeten, of harde bolletjes met armpjes (toekomstige valenties). Het is heel begrijpelijk dat ze zoiets abstract als een atoom proberen te concretiseren.
Hoe het beeld er precies uit moet zien is voor veel leerlingen nog een groot raadsel. Door de begrippen atoom en molekuul maar vaak genoeg te hanteren ontstaat er een soort 'vertrouwensrelatie', waardoor de vraag naar het precieze karakter ervan op de achtergrond raakt.
In de derde fase wordt geprobeerd om met behulp van het molekuulmodel macroscopische eigenschappen van materiaal te verklaren. Vloeistoffen, gassen en vaste stoffen als samenstelsel van een oneindig aantal atomen en moleculen. Er wordt gezocht naar een moleculaire verklaring van koken, smelten, stollen, sublimeren enz. Die verklaringen moet de leraar zelf aandragen of in een onderwijsleergesprek boven water zien te krijgen.
In de wetenschap is het zo dat een theorie behalve een verklaring van de waarnemingen ook een voorspelling van het nog niet waargenomene toelaat.
Als de voorspelling blijkt te kloppen geeft dit een plezierig gevoel, dit gaat ook op voor leerlingen. Als temperatuur voor leerlingen overeenkomt met beweging van deeltjes, kunnen ze zelf afleiden dat een hogere temperatuur een snellere beweging inhoudt, een hoge snelheid.
Voorspellingen die gedaan worden kunnen vervolgens getest worden. De oplossnelheid van zouten (verschillende zouten, verschillende uiterlijke vormen) kan met een stopwatch gemeten worden, de vooronderstelling wordt - door leerlingen zelf - getest.
Laat het initiatief zoveel mogelijk aan de leerlingen en manipuleer ze zonodig in de gewenste richting. Geef hun het idee dat ze een en ander zelf verzonnen hebben.
Andere vragen die ook in dit kader een rol spelen zijn: waarom komen niet alle vloeistoffen ook als gassen voor (vereenvoudigde voorstelling uiteraard), hoe worden kristallen gevormd, waardoor kristalliseren stoffen bij afkoelen en niet bij verwarmen? Soms gaat iets kristalliseren bij indampen, hoe zit dat?
Schroef de dop van een fles met ether. Vraag leerlingen om de hand op te steken zodra ze ether ruiken. Waardoor ruik je ether na verloop van tijd ook achter in de klas? (Fop leerlingen eens door de dop van de fles vol water te draaien en daarna dezelfde vraag te stellen). In plaats van ether kun je ook parfum nemen.
H8 Proeven met koolstofdioxide
Koolstofdioxide veroorzaakt, als het door kalkwater geleid wordt, een melkachtige troebeling, die afkomstig is van een CaCO3 neerslag.
Kalkwater wordt bereid door ca een spatel CaO op te lossen in 250 ml water en de aldus verkregen oplossing te filteren. Kalkwater wordt troebel door reactie met CO2 uit de lucht, daarom moet de oplossing steeds vers worden gemaakt. Uiteraard kan kalkwater ook gemaakt worden door een stukje Ca in water op te lossen, of door enkele pillen Ca(OH)2 op te lossen.
De testreactie van CO2 met kalkwater berust op de volgende reactie.
(Vereenvoudigd voorgesteld)
CO2(g) + H2O(l) »» 2H+(aq) + CO32-(aq)
CO32-
(aq) + Ca2+(aq)
»» CaCO3(s) (witte troebeling)
Bij langer doorleiden van CO2 treedt de volgende reactie op:
CaCO3(s)
+ 2HCO3-(aq) »»
Ca(HCO3)2 (aq) + CO32-(aq)
Calciumwaterstofcarbonaat is goed oplosbaar. De aanvankelijke witte troebeling verdwijnt.
Kalkwater moet steeds vers bereid worden. Door opname van CO2 uit de lucht ontstaat er een witte troebeling van calciumcarbonaat. Na lange tijd lost dit weer op, zie boven, de oplossing is dan weer helder, maat niet meer als kalkwater te gebruiken.
CO2 uit bakpoeder.
Schenk 5 ml huishoudazijn op 1 spatel bakpoeder.
Leid het ontstane gas door kalkwater.
Herhaal de proef met 5 ml schoonmaakazijn.
CO2 uit huishoudsoda.(Na2CO3)
Schenk 5 ml huishoudazijn op 1 spatel huishoudsoda.
Herhaal de proef met schoonmaakazijn.
Leid het ontstane gas door kalkwater.
Het lukt niet om d.m.v. verhitting CO2
uit soda vrij te maken.
CO2 uit maagzuurtabletten
Poeder een halve rennie, aspro, of een ander merk maagzuurtablet.
Schenk 5 ml huishoudazijn op een kwart tablet.
Schenk 5 ml schoonmaakazijn op een kwart tablet.
Leid het ontstane gas door kalkwater.
Let eens op de samenstelling van een
maagzuurtablet.
Doe bakpoeder in het schaaltje en voeg met een eetlepel azijn toe.
CO2 uit schelpen of eierdoppen
Maak enkele schelpen of eierdoppen fijn en overgiet deze met 5 ml huishoudazijn. Herhaal deze proef met schoonmaakazijn.
Leid het gas door kalkwater.
Verhit de oplossing eventueel.
Leg ook eens een ei gedurende de nacht in azijn.
CO2 uit marmer of kalksteen.
Als H16 maar nu met marmer of kalksteen.
reageerbuizen met
1. 2 ml. 20% azijnzuur (of 3M) + 2 ml. 5% waterstofperoxide.
2. Mespuntje koperpoeder of 2 cm koperdraad toevoegen (poeder gaat beter).
3. Zachtjes verwarmen (niet koken). Er treedt schuimvorming op.
4. De oplossing is nu blauw gekleurd. Verwijder koperdraad, of schenk de blauwe oplossing in een schone reageerbuis.
5. Damp de oplossing voorzichtig droog (= verdamp het oplos middel), denk om kookvertraging. Dit onderdeel gaat bete in een klein bekerglas.
6. Verhit de droge vaste stof, er ontstaat een koperspiegel (een autoredoxreactie treedt op).
7. Los de koperspiegel eventueel weer op met behulp van water stofperoxide.
De optredende reacties zijn:
Buis 2: Cu(s) + H2O2(aq) + 2H+(aq) »» Cu2+(aq) + 2H2O(1)
Buis 5:
Cu2+(aq)
+ 2CH3COO-(aq) »» Cu(CH3COO)2(s)
Buis 6: Cu(CH3COO)2(s) »» Cu(s) + ontledingsproducten
Het is erg moeilijk om halfcelreacties voor de reductie en of oxidatie van organische verbindingen te geven. Wel kun je naar de oxidatiegetallen van de verschillende koolstofatomen kijken en op louter rekenkundige manier vaststellen dat de getallen veranderd zijn. In azijnzuur zijn deze respectievelijk 3- en 3+ en in koolstofdioxide en koolstofmono-oxide (veronderstelde ontledingsproducten) respectievelijk 4+ en 2+.
H10 Van stuivers kwartjes maken
Van stuivers kwartjes maken is een heel voordelige zaak. Met een beetje fantasie en een eenvoudige proef lukt dat bijna. Doe in een porseleinen schaaltje een spatelpunt zinkpoeder en 5 ml. NaOH (aq) 4-6 molair. Wrijf een stuiver goed schoon met een dotje staalwol. Verwarm de inhoud van het schaaltje in doe de stuiver erbij zodra de inhoud begint te koken. Al na een minuut heeft de stuiver een zilverkleurig uiterlijk. Pak de munt met een pincet of kroezentang uit de oplossing en spoel hem af onder de koude kraan. Droog de munt en houd hem voorzichtig in de vlam van een bunsenbrander. De stuiver krijgt nu een goudkleur. Door heel sterk te verhitten krijg je de oorspronkelijke kleur terug. Zink en koper vormen samen de legering messing. Messing is goudkleurig. Zie ook J. Chem. Ed. 61, May 1984 p 428.
Houd 4 cm magnesiumlint met een knijper vast en houd het in de vlam van een bunsenbrander. Pas op het felle licht!!
Klem een bunsenbrander horizontaal vast aan een statief. (luchttoevoer vrijlaten!) en strooi achtereenvolgens Mg, Fe, A1, Cu en Zn poeder door de blauwe vlam. De brander horizontaal omdat anders metaalpoeder in de brander terecht komt.
Alternatief: Lijm metaalpoeder op een houten splinter en steek de splinter aan.
H13 Vereenvoudigd het toestel van Kipp.
Neem een oude plastic spuitfles. Prik enkele gaten in de bodem. Bedek de bodem met dotjes glaswol. Leg marmerbrokjes op de glaswol. Schroef de spuit op de spuitfles. Maak een slang met klemkraan aan de spuit.
Zet de spuitfles in een bekerglas met 4 M zoutzuur. Zet de spuitfles vast met een klem. Voeg eventueel een indicator toe aan het zuur, zodat de verandering van het vloeistofniveau duidelijker te zien is.
Zuur gaat in de spuitfles en reageert met marmer. Als de klemkraan dicht is, duwt koolstofdioxide de zoutzuur naar buiten. De reactie stopt.
Zonder glaswol in de spuitfles ontsnapt gas via de gaatjes in de bodem.
Doe in een 3 liters hevelfles een Ca(OH)2 of CaO.
Voeg demi-water toe en schud. Laat de oplossing een nacht rustig staan. De niet opgeloste deeltjes bezinken.
Blaas in een korte rubber slang om kalkwater af te tappen en gebruik een lange slang als hevel. Heb je voldoende kalkwater afgetapt, houd dan de lange slang even omhoog.
Kalkwater 'bederft' doordat het met CO2
uit de lucht reageert.
Ca2+(aq) +
2OH-(aq) + CO2(g) ---- CaCO3(s) + H2O(l)
Het contact met CO2 uit de lucht is met deze opstelling geminimaliseerd.
H15 Oxidatie van ethanol door KMnO4.
Doe in een reageerbuis ca 5 ml geconcentreerd zwavelzuur.
Schenk er voorzichtig 5 ml ethanol 96% op, zodat de beide vloeistoffen niet mengen. Voeg vervolgens een spatelpunt KMnO4 toe en leg direkt daarna losjes een kurk op de reageerbuis. Op het scheidingsvlak zwavelzuur/ ethanol wordt de ethanol onder vuurverschijnselen geoxideerd tot azijnzuur
MnO2 kleurt de oplossing bruin.
Opruimen: Voeg een paar ijsklonten toe aan
het reaktiemengsel en spoel het daarna met veel water door de gootsteen.
Voorzichtig !!!.
Mg-lint brandt fel. Ook met lachgas.
Lachgas (N2O) is als drijfgas in slagroomspuitbussen aanwezig. Leid
het N2O via een slang in een erlenmeyer en houd een brandend Mg-lint in het gas. Slagroombus vooraf NIET
schudden.